6 näidet fotoelektrilise efekti küsimustest
1. Fotoelektrilise efekti kohta on õige väide…
A. Sündmust saab seletada valguse käsitlemisega lainena.
B. Metalli pinnalt väljuvate elektronide arv väheneb, kui valguse sagedust suurendatakse.
C. Valguse intensiivsus ei mõjuta metalli pinnalt väljuvate elektronide energiat.
D. Fotoelektriline efekt ilmneb infrapunases piirkonnas.
E. Fotoelektriline efekt tekib eeldusel, et metallile langeva valguse intensiivsus on piisavalt suur.
Arutelu
A. Fotoelektrilist efekti saab seletada valguse käsitlemisega osakestena, mitte lainetena. Valgusenergia ei jaotu lainete liikumisel pidevalt, vaid pigem väikestes pakettides, mida nimetatakse footoniteks või valguskvantideks (mõelge neist nagu vihmapiiskadest).
B. Kui valguse sagedus suureneb, suureneb valguse energia. Kui valguse energia suureneb, suureneb elektronide energia. Seega valguse sageduse suurendamine suurendab elektronide energiat. Vabanevate elektronide arv väheneb, kui valguse intensiivsus väheneb.
C. Valguse intensiivsus mõjutab väljuvate elektronide arvu ja ei mõjuta metallpinnalt väljuvate elektronide energiat. Elektronenergiat mõjutab valgusenergia ja valgusenergiat mõjutab valguse sagedus ehk valguse lainepikkus.
D. Fotoelektriline efekt ilmneb ultraviolettvalguse sagedustel ehk lainepikkustel. Ultraviolettvalgus on lävisagedus, mille juures footonienergia saab metalli pinnalt elektrone vabastada. Infrapunavalgus ei saa seda teha, kuna see on liiga madal, samas kui röntgen- ja gammakiirgus saavad, kuna nende sagedused on ultraviolettvalguse omast kõrgemad.
E. Valguse intensiivsus mõjutab fotoelektrilise efekti toimumist ainult siis, kui valgusenergia on suurem kui metalli tööfunktsioon, kusjuures valgustugevus mõjutab väljuvate elektronide arvu, kuid ei mõjuta metalli pinnalt väljuvate elektronide energiat. Metalli tööfunktsioon on minimaalne energia, mis on vajalik elektronide vabastamiseks metalli pinnalt.
Õige vastus on C.
2. Pöörake tähelepanu järgmisele väitele:
(1) Fotoelektrilist efekti saab seletada eeldusega, et cahaya koosneb energiapakettidest
(2) Fotoelektrilise efekti sündmus tõestab, et valgus võib käituda järgmiselt laine
(3) Metalli pinnalt kiirguvate elektronide energia sõltub sagedusest.
(4) Fotoelektriline efekt ilmneb infrapunases piirkonnas.
Fotoelektrilise efekti kohta käiv õige väide on…
A. (1) ja (2)
B. (1) ja (3)
C. (1) ja (4)
D. (2) ja (3)
E. (2) ja (4)
Arutelu
Uuri eelmises küsimuses olevat selgitust.
Õige vastus on B.
3. Pööra tähelepanu järgmisele väitele!
(1) Sissetuleva valguse lainepikkus määrab, kas elektronid metallist vabanevad või mitte.
(2) Sissetuleva valguse intensiivsus ei garanteeri elektronide vabanemist metalli pinnalt.
(3) Lävisageduse all vabanevad elektronid metallist endiselt, kui sissetuleva valguse intensiivsus suureneb.
Fotoelektrilise efekti kohta käiv õige väide on…
A. (1), (2) ja (3)
Ainult B. (1) ja (2)
Ainult C. (1) ja (3)
D. Ainult punktid (2) ja (3)
Ainult E. (3)
Fotoelektrilise efekti arutelu
Väide (1): See väide on tõene. Kui pikkus laine Kui sissetulev valgus on metalli lävikiirguse lainepikkusest väiksem, siis elektronid ei vabane.
Väide (2): See väide on tõene. Elektronide vabanemine metalli pinnalt sõltub valguse sagedusest ehk lainepikkusest ehk energiast. Valguse intensiivsus mõjutab vabanevate elektronide arvu ainult siis, kui valguse energia või sagedus on suurem kui metalli lävienergia või lävisagedus.
Väide (3): See väide on vale. Elektronid vabanevad metallist, kui valguse sagedus on suurem kui metalli lävisagedus. Elektronide vabanemine metalli pinnalt sõltub valgusenergiast. Valgusenergia sõltub sagedusest ehk lainepikkusest (E = hf). Valguse intensiivsus on seotud valgusenergia kiirguse kiirusega, see ei mõjuta valgusenergia suurust.
Kui valgusenergia on suurem kui metalli tööfunktsioon (minimaalne energia, mis on vajalik elektronide eemaldamiseks metalli pinnalt), mõjutab valgustugevus metallist vabanevate elektronide arvu. Vastupidiselt, kui valgusenergia on väiksem kui metalli tööfunktsioon, ei mõjuta valgustugevus metallist vabanevate elektronide arvu.
Õige vastus on B.
4. Pööra tähelepanu järgmisele väitele!
(1) Metalli pinnalt võivad elektronid kiiritada, kui metalli kiiritatakse elektromagnetlainetega.
(2) See, kas elektronid metalli pinnalt vabanevad või mitte, sõltub sissetuleva valguse sagedusest.
(3) Iga metalli tööfunktsioon on sama
Fotoelektrilise efekti kohta käiv õige väide on…
A. (1), (2) ja (3)
B. (1) ja (2)
C. (1) ja (3)
D. (2) ja (3)
Ainult E. (3)
Arutelu
Väide (1): See väide on tõene. Elektromagnetlained koosnevad paljudest lainetüüpidest, millel on erinevad sagedused või lainepikkused. Ainult elektromagnetlained, mille sagedus või lainepikkus on suurem kui lävisagedus või -lainepikkus, saavad elektrone metallist välja paisata.
Väide (2): See väide on tõene. Kui valguse sagedus on väiksem kui metalli lävisagedus, siis elektronid metallist ei vabane. Vastupidiselt, kui valguse sagedus on suurem kui metalli lävisagedus, siis elektronid vabanevad metallist.
Väide (3): See väide on vale. Tööülesanne metall on minimaalne töö ehk minimaalne energia, mis on vajalik elektroni eemaldamiseks metalli pinnalt. Iga metalli tööfunktsioon sõltub metalli omadustest.
Õige vastus on B.
5. Pööra tähelepanu järgmisele väitele!
(1) Maksimaalne kineetiline energia ei sõltu intensiivsusest
(2) Fotoelektriline efekt ilmneb ultraviolettpiirkonnas.
(3) Kõigi metallide lävisagedus on sama
(4) Footoni sagedus on suurem kui lävisagedus
Fotoelektrilise efekti kohta käiv õige väide on…
A. (1) ja (2)
B. (1) ja (3)
C. (2) ja (3)
D. (2) ja (4)
E. (3) ja (4)
Arutelu
Uuri ka fotoelektrilise efekti käsitlust eelmiste aastate riigieksami küsimuste arutelus.
Õige vastus on D.
6. Pööra tähelepanu järgmistele väidetele!
(1) Footoni sagedus > lävisagedus, elektronid vabanevad metallist
(2) Maksimaalset kineetilist energiat mõjutavad footonelektronid
(3) Intensiivsus suurendab elektronide kiirust
(4) Sagedus = lävisagedus, elektroni suurim kiirus
Fotoelektrilise efekti kohta käiv õige väide on…
A. (1) ja (2)
B. (1) ja (3)
C. (1) ja (4)
D. (2) ja (4)
E. (3) ja (4)
Arutelu
Õige vastus on B.
5. Pööra tähelepanu järgmisele väitele!
(1) Intensiivsus mõjutab seda, kas metallist vabanevad elektronid või mitte.
(2) Lainepikkus mõjutab metallist vabanevate elektronide arvu.
(3) Maksimaalset kineetilist energiat mõjutab sagedus
(4) Metallist vabanevate elektronide arvu mõjutab valguse intensiivsus, kui see on suurem kui metalli lävisagedus.
Õige ülaltoodud väide fotoelektrilise efekti kohta on….
A. (1) ja (2)
B. (1) ja (3)
C. (1) ja (4)
D. (2) ja (3)
E. (3) ja (4)
Arutelu
Õige vastus on E.
Küsimuse allikas:
Füüsika riikliku eksami küsimused gümnaasiumile/kutsekoolile
